CN101082490A - 自动光学检查系统和自动光学检查方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种利用光学方式对连续形成有印刷电路板的薄膜或带状的检测对象物的外观自动进行检查的自动光学检查系统及其方法。本发明的自动光学检查系统，检查连续形成有挠性印刷电路板单元的检查对象物，其包括：装载部，提供上述检查对象物；摄影部件，对从上述装载部提供的上述检查对象物的表面进行摄影；以及卸载部，卸载完成了检查的上述检查对象物；上述摄影部件包括：支撑单元，支撑上述检查对象物的摄影区域，使上述检查对象物不会发生弯曲或拉伸；照明单元，通过上述支撑单元对上述检查对象物的摄影区域照射光；以及摄像机，对照射了上述照明单元的光的上述检查对象物的摄影区域进行摄影。

Description

自动光学检查系统和自动光学检查方法
技术领域
本发明涉及自动光学检查系统，更具体而言涉及通过光学方式对连续形成有挠性印刷基板的薄膜或带状的检查对象物外观自动进行检查的自动光学检查系统及其方法。
背景技术
以往的薄膜或带状的印刷电路板的光学检查中，连续输送薄膜和得到对焦较好的图像是实施稳定的检查所必需的要件。但是，最近随着这些薄膜、带状基板越来越微小化，图像传感器的高分辨率成了不可或缺的要件。但是，为了通过这样的高分辨率传感器得到稳定的图像，所使用的镜头的视场变窄，随此焦深范围也逐渐变小，由于薄膜、带状的印刷电路板也越来越薄，所以在连续输送时，会因褶皱而产生对焦错误。
发明内容
本发明是为解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够得到具有稳定焦点的图像的新形式的自动光学检查系统及其方法。
本发明的目的在于，提供一种能够提供稳定的薄膜平坦度的新形式的自动光学检查系统及其方法。
为了实现上述目的，本发明的自动光学检查装置包括：摄影单元，对上述印刷电路板进行摄影；照明单元，向上述印刷电路板的摄影区域照射光；以及支撑单元，支撑上述印刷电路板的摄影区域；上述支撑单元具有透射上述照明单元的光的透射部，该透射部与上述印刷电路板的摄影区域接触。
根据一种实施例，上述支撑单元位于上述照明单元和上述印刷电路板的摄影区域之间的光路上。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部是支撑上述印刷电路板的摄影区域的底面的同时，随着上述印刷电路板的移送而旋转的辊形状。
根据一种实施例，上述自动光学检查装置还包括移动单元，该移动单元使上述摄影单元、上述照明单元以及上述支撑单元在上述印刷电路板的输送方向、或者与上述印刷电路板的输送方向垂直的方向上前后移动。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部具有突出的面，以便支撑上述印刷电路板的摄影区域。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部由具有内部空间的辊构成，上述照明单元设在上述透射部的内部空间。
本发明的另一种自动光学检查系统，检查连续形成有挠性印刷电路板单元的检查对象物，其包括：装载部，提供上述检查对象物；摄影部件，对从上述装载部提供的上述检查对象物的表面进行摄影；以及卸载部，卸载完成了检查的上述检查对象物；上述摄影部件包括：支撑单元，支撑上述检查对象物的摄影区域，使上述检查对象物不会发生弯曲或拉伸；照明单元，通过上述支撑单元对上述检查对象物的摄影区域照射光；以及摄像机，对照射了上述照明单元的光的上述检查对象物的摄影区域进行摄影。
根据一种实施例，上述支撑单元具有透射上述照明单元的光的透射部，该透射部与上述检查对象物的摄影区域接触。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部是随着上述检查对象物的移送而旋转的辊形状。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部具有突出的面，以便支撑上述检查对象物的摄影区域。
根据一种实施例，上述支撑单元的透射部由随着上述印刷电路板的移送而旋转的辊构成，上述透射部在内部具有设置上述照明单元的内部空间。
本发明的自动检查方法，通过光学方式自动检查连续形成有挠性印刷电路板单元的检查对象物，其包括：在支撑单元支撑检查对象物的摄影区域的状态下，当照明单元的透射光照射到上述检查对象物的摄影区域时，位于检查对象物的摄影区域上部的摄像机对检查对象物的摄影区域进行摄影，上述照明单元的透射光透过上述支撑单元照射到上述检查对象物的摄影区域。
附图说明
图1是表示本发明的实施例的自动光学检查系统的主要结构的图。
图2和图3是说明图像检查部的摄影部件的图。
图4和图5是表示本发明的自动光学检查系统中的照明单元设在支撑单元内部的摄影部件的图。
图6是表示本发明的自动光学检查系统中的3个照明单元设在支撑单元内部的摄影部件的图。
图7是表示本发明的自动光学检查系统中的具有平板状支撑单元的摄影部件的图。
图8是表示本发明中能够个别拍摄印刷电路板的摄影部件的图。
图9是表示本发明的自动光学检查系统中的向检查对象物提供反射光的摄影部件的图。
图10是表示本发明的自动光学检查系统中可移动的摄影部件的图。
图11是说明在检查对象物的输送过程中产生的弯折现象的图。
102：装载部      106：卸载部
110：图像检查部  120：摄影部件
122：摄影单元    124：照明单元
130：支撑单元
具体实施方式
例如，本发明的实施例可以有各种变形，本发明的范围并没有限定于下面所述的实施例。本实施例是为了向本领域的技术人员更完整地说明本发明而提供的。因此，附图中的构件形状等为了加强明确的说明而做了些夸张。
参照图1～11详细说明本发明的实施例。此外，对上述附图中的具有相同功能的构件标注相同的附图标记。
图1是表示本发明的实施例的自动光学检查系统的主要结构的图。图2及图3是说明图像检查部的摄影部件的图。
如图1～图3所示，本发明的自动光学检查系统100利用行扫描摄像机等对连续形成有挠性印刷电路板的薄膜、带状等的检查对象物10自动进行检查。
附图1中所示的“→”表示上述检查对象物的移动路径。
如图1所示，自动光学检查系统100大体上包括装载部(feed roller，loader)102、图像检查部110以及卸载部(winding roller，unloader)106。
装载部102中，检查对象物10卷绕在卷轴104上，从装载部102送出的检查对象物10经引导辊105供给到图像检查部110。检查对象物10通过了图像检查部110后被卷绕到卸载部106的卷轴108上。
如图1～3所示，图像检查部110包括对检查对象物10的检查区域(或摄像区域)进行摄影的摄影部件120和图像处理部140。在此，所谓检查对象物的摄影区域是指至少包括能够由摄影部件拍摄的区域、且与支撑单元接触的区域。
首先，图像处理部140具备典型的计算机系统，对自动光学检查中的所有动作进行控制及处理。图像处理部140从摄影单元接收图像数据，判断检查对象物是否良好。
摄影部件120包括摄影单元122、照明单元124以及支撑单元130。摄影单元122是具有如CCD行传感器那样的图像传感器和镜头(未图示)的CCD摄像机，对检查对象物10的表面(图形(pattern)等)进行摄影来获得检查对象物10的图像数据。这样获得的图像数据被供给图像处理部140。例如，摄影单元122可以使用面阵摄像机，根据后面的检查对象物的检查条件以及使用者的要求事项，可以对图像检查部110追加摄影部件。
照明单元124设在支撑单元130的下方(检查对象物的摄影区域下方)。该照明单元124输出用于取得对象检查物10的摄影区域的图像数据的光。照明单元124的光源124a可以使用线性排列的多个发光二极管、线性显像管、线性显像管荧光灯、氯光灯、金属卤化物灯等。在这样的光源上部可设置用于提高光均匀度的漫反射板124b。例如，可根据要检查项目的特点或光的特性，在支撑单元的侧面和用于提供反射光的摄影区域的上部设置照明单元124。如图9所示，照明单元124可以设在检查对象物的上部，以便对检查对象物10提供反射光。
作为本发明中最重要的构成要素的支撑单元130，使检查对象物10的摄影区域因弯折、弯曲或拉伸而产生的变形最小化，其包括：辊状的透射部132，与支撑对象物10的摄影区域直接接触地形成，透射照明单元124的光；以及支撑轴134，可旋转地支撑透射部132的两端。透射部132支撑检查对象物10的摄影区域的底面，随着检查对象物10的输送而旋转。未说明的标记131是轴承。如图所示，支撑单元130的透射部132位于照明单元124和检查对象物10的摄影区域之间的光路上，还具有对从照明单元124发出的光的成分进行聚集的作用。例如，支撑单元130的透射部132可以使用丙稀酸类树脂、聚碳酸酯树脂、无定型聚烯烃树脂等半透明/透明树脂、玻璃等无机透明材料或它们的复合体。
如上所述，本发明的自动光学检查装置100的结构特征是，由支撑单元130的透射部132支撑检查对象物10的摄影区域，照明单元124的光通过支撑单元的透射部132照射到检查对象物10的摄影区域。根据这样的结构特征，由于防止检查对象物10的摄影区域因弯折、弯曲、拉伸而产生变形，从而能够得到具有稳定焦点的透射图像。但是，如果如图11所示，检查对象物10的摄影区域没有被辊20支撑，则输送检查对象物的过程中检查对象物10会产生弯折现象。若产生这样的检查对象物的弯折现象，由于焦点脱离稳定聚焦的范围(焦深)而得到具有不稳定的焦点的图像。
图4和图5是表示本发明的自动光学系统中的照明单元设在支撑单元内部的摄影部件的图。
如图4和5所示，支撑单元130a具备具有内部空间136的辊状的透射部132a，在该透射部132a的内部空间136设置照明单元124。如此地，图4和5所示的摄影部件120a的结构特征是，支撑单元130a的透射部132a具有可设置照明单元124的充分的内部空间136。根据这样的结构特征，不仅能够缩短照明单元124的光到达检查对象物10的摄影区域的时间和距离，还能够显著缩小透射照明单元124的光的透射部132a的厚度，从而能够减少光损失、并能够调节光的强度。
图6是示出本发明的自动光学检查系统中的3个照明单元设在支撑单元内部的摄影部件的图。
图6所示的摄影部件120b的支撑单元130b的透射部132b具有比前面图示的透射部132a相对大的直径和内部空间，在透射部132b的内部空间136设有3个照明单元124，在该透射部132b的外部设有3个摄影单元122。这样，支撑单元130b的透射部132b可在内部设置多个照明单元124。
例如，支撑单元的透射部除了辊状之外还可以制作成多种形状。在图7示出了具有平板状支撑单元的摄影部件120c。如图7所示，摄影部件的支撑单元130c具有平板状的透射部132c，该透射部132c具有突出的面137，以便支撑检查对象物10的摄影区域。
如上所述，本发明的自动光学检查系统100不仅能够检查挠性印刷电路板连续形成的薄膜、带类，还可以检查个别的挠性印刷电路板12。
如图8所示，包括用于放置挠性印刷电路板12的支撑单元130d、从支撑单元130d的下部照射光的照明单元124、以及从支撑单元130d的上部进行摄影的摄影单元122。在此，支撑单元130d具有可透射光的透明的透射部132d，该透射部132d支撑印刷电路板12的摄影区域。
本发明的自动光学检查系统中，检查对象物10不连续移动，而是按照移动一定距离L之后停止的步进方式移动。此时，在图像检查部110，在检查对象物10暂时停止的时间内，对检查对象物10进行摄影作业。对此，参照图10来详细说明。
如图10所示，摄像部件120包括：用于支撑检查对象物的摄影区域的支撑单元130；摄影单元122；向检查对象物10的摄影区域照射光的照明单元124；以及使它们移动距离L的移动部128。
摄影部件120的支撑单元130、摄影单元122、照明单元124通过移动单元128同时向前后方向(挠性印刷电路板的长度方向，附图中的箭头所示的方向)移动。在此，移动单元128可以使用采用油压的汽缸方式或马达、滚珠丝杠或移送带灯各种方式。例如，摄像部件的支撑单元、摄影单元122、照明单元124可通过移动单元128向左右方向移动。具有这种结构的摄影部件120中，摄影单元122、照明单元124以及支撑单元130在向后或向前移动的同时至少拍摄一次。
此外，本发明在如上构成的自动光学系统中能够有各种变形，可采取各种方式。但是，应理解为本发明并未限定于上述说明中提到的特别方式。反过来由权利要求来定义的本发明的精神和范围内的所有的变形和均等的方案以及替代方案应理解为包含在本发明中。
如上所述，本发明的自动光学检查系统能够防止检查对象物的摄影区域因弯折、弯曲以及拉伸而产生变形。本发明的自动光学系统能够得到具有稳定的焦点的透射图像。本发明的自动光学系统对于检查对象物能够得到更高的检查质量。

Claims (12)

1、一种自动光学检查装置，对印刷电路板进行光学检查，其特征在于，
包括：摄影单元，对上述印刷电路板进行摄影；照明单元，向上述印刷电路板的摄影区域照射光；以及支撑单元，支撑上述印刷电路板的摄影区域；
上述支撑单元具有透射上述照明单元的光的透射部，该透射部与上述印刷电路板的摄影区域接触。
2、如权利要求1所述的自动光学检查装置，其特征在于，
上述支撑单元的透射部位于上述照明单元和上述印刷电路板的摄影区域之间的光路上。
3、如权利要求1所述的自动光学检查装置，其特征在于，
上述支撑单元的透射部是支撑上述印刷电路板的摄影区域的底面的同时、随着上述印刷电路板的移送而旋转的辊形状。
4、如权利要求1或3所述的自动光学检查装置，其特征在于，
上述自动光学检查装置还包括移动单元，该移动单元使上述摄影单元、上述照明单元以及上述支撑单元在上述印刷电路板的输送方向、或者与上述印刷电路板的输送方向垂直的方向上前后移动。
5、如权利要求1或3所述的自动光学检查装置，其特征在于，
上述支撑单元的透射部具有突出的面，以便支撑上述印刷电路板的摄影区域。
6、如权利要求1或3所述的自动光学检查装置，其特征在于，
上述支撑单元的透射部由具有内部空间的辊构成，
上述照明单元设在上述透射部的内部空间。
7、一种自动光学检查系统，检查连续形成有挠性印刷电路板单元的检查对象物，其特征在于，包括：
装载部，提供上述检查对象物；
摄影部件，对从上述装载部提供的上述检查对象物的表面进行摄影；以及
卸载部，卸载完成了检查的上述检查对象物；
上述摄影部件包括：
支撑单元，支撑上述检查对象物的摄影区域，使上述检查对象物不会发生弯曲或拉伸；
照明单元，通过上述支撑单元对上述检查对象物的摄影区域照射光；以及
摄像机，对被照射了上述照明单元的光的上述检查对象物的摄影区域进行摄影。
8、如权利要求7所述的自动光学检查系统，其特征在于，
上述支撑单元具有透射上述照明单元的光的透射部，该透射部与上述检查对象物的摄影区域接触。
9、如权利要求8所述的自动光学检查系统，其特征在于，
上述支撑单元的透射部是随着上述检查对象物的移送而旋转的辊形状。
10、如权利要求8所述的自动光学检查系统，其特征在于，
上述支撑单元的透射部具有突出的面，以便支撑上述检查对象物的摄影区域。
11、如权利要求8所述的自动光学检查系统，其特征在于，
上述支撑单元的透射部由随着上述印刷电路板的移送而旋转的辊构成，
上述透射部在内部具有设置上述照明单元的内部空间。
12、一种自动检查方法，通过光学方式自动检查连续形成有挠性印刷电路板单元的检查对象物，其特征在于，包括：
在支撑单元支撑检查对象物的摄影区域的状态下，当照明单元的透射光照射上述检查对象物的摄影区域时，位于检查对象物的摄影区域上部的摄像机对检查对象物的摄影区域进行摄影，
上述照明单元的透射光透过上述支撑单元照射到上述检查对象物的摄影区域。
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